多用電表中歐姆表內容的教學設計

趙中娟

摘 要：以歐姆表的構造、使用前的歐姆調零和測量原理來了解歐姆表的使用。

關鍵詞：歐姆調零；閉合電路歐姆定律；歐姆表

高二物理選修3-1中的2.8節是多用電表。教參中對歐姆表這塊內容的要求是：通過對歐姆表的討論，進一步提高應用閉合電路歐姆定律分析問題的能力，知道歐姆表測量電阻的原理，了解歐姆表的內部結構和刻度特點。教科書沒有采用闡述歐姆表原理的傳統方法，而是先讓學生做一個閉合電路歐姆定律的例題，也就是說，在教學的要求上是讓學生練習歐姆定律的應用，其目的是要把歐姆表這一塊新知識，建立在對原有學習過程的體驗上，通過對體驗的創造性聯想來形成新知識。但這樣安排在有些方面不符合事物的認知過程，很多學生不明白為什么要進行歐姆調零，又是如何歐姆調零的。下面就自己的一些想法寫出來供大家參考。

一、引課

1.復習回顧

電表的改裝：實際的電流表和電壓表都是由小量程的改裝而成的量程：I=Ig（1+） U=Ig（Rg+R）

注意：（1）電表指針的偏角大小由流經表頭的電流大小所決定

（2）表的讀數由它的量程所決定。

電流表的表盤刻度是均勻的，在表達式中I和U都與Ig成正比，所以改裝后的電流表、電壓表表盤刻度也是均勻的。

2.問題引入

是否可以把電流表改裝成能夠測量導體電阻，并能直接讀出電阻數值的歐姆表呢？

二、進行新課

1.構造

（1）歐姆表的內部構造需要哪些器材呢？跟電流表和電壓表有什么異同？

首先，都需要表頭、電阻、導線。其中電流表和電壓表不需要電源，因為它們在使用的時候是要串聯和并聯在電路當中的，不需要考慮電流的來源問題；但測電阻的時候都需要將電阻與電路斷開來測量，所以歐姆表必須要有電源。另外電流表和電壓表需要的是定值電阻，因為它們的改裝量程是確定的；但歐姆表里面的電阻是要起到調節作用的，所以不能是定值電阻，而應是滑動變阻器。此外歐姆表還需要兩只表筆用來接待測電阻的。（就像稱量液體需要一個容器當載體一樣）。

（2）器件的連接，如下圖所示，可以在這直接告訴學生，黑表筆與電源的正極相連，紅表筆與電源的負極相連。

2.使用

（1）歐姆調零

例舉生活的實例：用油壺稱油。先把空油壺放在秤上，稱重后調零，再去裝油，完了后再稱重，那讀數是多少油就有多重。調零的好處，除了讀數方便以外，它還能夠充分使用表盤上的刻度。一般指針式的圓盤稱，最大可稱重8Kg。以油壺壺重2Kg為例，如果不調零，那可以稱量的最大質量就只有6Kg，可稱量的范圍就小了。調零的話可稱量的最大值可以達到8Kg。

同樣的道理歐姆表在使用前最好也要調零。如何調零呢？接待測電阻前，先要形成閉合的回路。讓紅黑表筆短接，形成閉合回路，回路當中會有電流，這個電流可能很大超過了量程，不合適，因為要讀數，超了量程沒有示數怎么讀數呢？可以通過滑動變阻器把電流調小一點不要超過量程，直接達到滿偏電流。也可能很小，只有量程的，也不合適，因為如果再在A、B接待測電阻的話，電流只會更小，那表盤上可利用的空間就更小了，都不到表盤刻度的。所以也要調滑動變阻器，把它調到滿偏電流的位置，這樣再接待測電阻，電流就會從滿篇刻度的位置開始變小，就起到了方便讀數和最大程度的利用表盤刻度。

調零后，不再改變滑動電阻器的阻值。此時可將電源內阻r、表頭內阻Rg、滑動變阻器阻值R看做一個整體，統稱為歐姆表的內阻R內，這個過程可以簡化為Ig=。

（2）測量電阻

將待測電阻接在A、B表筆之間，形成閉合回路，電流表會有一個讀數，整個過程滿足I=，得Rx=。這個時候再來看書上的這道例題，學生就會清楚為什么這樣安排，每問都在干什么。

Rx和I成一一對應的關系。在Ig的位置上標成0，I=0的位置上標成∞，如果再把表盤上其他電流值的刻度線標成相應的電阻值，這樣就把一個電流表改裝成了可以直接測量電阻的儀表——歐姆表。Rx與I不成正比關系，所以表盤的刻度并不是均勻分布的。左密右疏，中間的刻度分布得相對均勻一些，所以指針指在中間區域的位置上讀數較為精確一些。

按照這樣的順序來講解歐姆表，學生對歐姆表的內部構造、使用前為什么要歐姆調零、如何進行歐姆調零、表盤的電流值如何改成電阻值以及為什么表盤刻度不均勻等一系列問題有了充分的理解，符合學生的認知過程，達到了教參中對這塊內容的要求。

參考文獻：

[1]胡永.在物理教學中充分發揮教材中例習題的作用[J].考試周刊，2011（10）.

[2]張健.“多用電表的原理”的教學設計[J].數理化學習（高三版），2014（10）.

編輯 李琴芳